超级双相钢的发展趋势

自2000年以来，现代双相不锈钢的发展呈现出两大趋势。一方面，在注重钢的组织热稳定性的同时，进一步提高钢中铬、钼、氮的含量，以获得更高的强度和更好的耐腐蚀性能，以满足现代工业发展的需要，便于与超级奥氏体不锈钢竞争，出现了PRE值接近50的超级双相不锈钢，如SAF2707 HD和SAF 3207 HD。另一方面，转而开发低镍含量、不含贵重元素钼或仅含少量钼的经济型双相不锈钢，以降低双相不锈钢的生产成本和价格，改善其热加工性和焊接性。从而增加双相不锈钢与其他类型通用不锈钢，特别是304和316铬镍奥氏体不锈钢的竞争力。目前比较早出的SAF 2304，还有AL 2003，LDX 2101，Armonitronic 19D，ATI 2102，2201，2202，LDX2404等。，2000年才出来的。经济型双相不锈钢的大量生产和应用，给第一代18Cr双相不锈钢3RE60(含钼3%左右)的生存和发展带来了巨大的冲击。

在双相和超级双相不锈钢的发展过程中，人们关注了一些物理和冶金问题。例如，钢中Cr%+Mo%的含量应大于或等于21%，以防止冷成型引起的马氏体转变和钢的性能下降。国内研究了冷变形对改良18-5双相不锈钢(当Cr+Mo含量为21%，N含量为0.07%和0.10%)马氏体形成和耐蚀性的影响。说明马氏体的形成和增多会降低该钢的抗应力腐蚀性能和抗点蚀性能。再如，为了提高双相不锈钢的耐蚀性，在提高钢中铬和钼的含量时，应采取必要的预防措施，防止Cr%+Mo%大于或等于35%后，双相不锈钢组织热稳定性降低，金属间等析出，导致塑性、韧性、热加工性、焊接等工艺性和耐蚀性变差。再比如，氮是一种非常有益和重要的元素，但大量氮的加入会引起氮化铬的形成，并沿晶界析出，从而引起晶间腐蚀等腐蚀损伤，使韧性下降。钢中的氮量超过了钢的固溶量，在钢的凝固过程中会因氮的逸出而造成大量废品；如果为了提高氮在钢中的固溶度而加入大量的锰，也要评估硫化锰形成带来的危害。

目前国内超级双相钢的主要品牌是2507(S32750)。

2507(UNS S32750)双相不锈钢具有很强的强度和耐腐蚀性，主要用于化学加工、石油化工和潜艇设备。它具有很强的抗氯化物腐蚀能力，导热系数高，热膨胀系数低。铬、钼和氮含量高，具有较高的抗点腐蚀、抗裂纹腐蚀和抗一般腐蚀的能力。它的冲击强度也很高，2507合金不适合在570℃以上的温度环境中使用，长时间处于这样的环境中韧性会降低。其化学成分和机械性能见表1和表2。

表1化学成分(%)钢级C≤Mn≤Si≤S≤P≤Cr Ni Mo Cu≤N S 32750(SAF 2507)

00 Cr 25 ni 7 mo 4n 0.03 1.2 0.8 0.02 0.035 24/

26 6.0/

8.0 3.0/

5.0 0.5 0.24/

0.32s 31803(SAF 2205)00 Cr 22 ni 5 mo 3n 0.03 2.0 1.0 0.02 0.03 21/

23 4.5/

6.5 2.5/

3.5 0.08/

0.20 S31500(3RE60)

00cr 18 ni 5 mo 3si 2 0.03 1.2/

2.0 1.4/

2.0 0.03 0.03 18/

19 4.25

5.25 2.5/

3.0 0.05/

0.10表2。机械性能钢种的热处理制度

摄氏度σb(兆帕)

≥ σs(兆帕)

≥ δ%

≥硬度≤布氏洛氏硬度S32750(SAF2507)

00 Cr 25 ni 7 mo 4n 1025-1125

水淬800 550 15 310 32s 31803(SAF 2205)

00 Cr 22 ni 5 mo 3n 1020-1100

水淬620 450 25 290 30.5s 31500(3re 60)

00cr 18 ni 5 mo 3si 2 980-1040

水淬630 440 30 290 30.5